Zliatina INCONEL 600

Niektoré zliatiny ponúkajú dokonalú kombináciu pevnosti, odolnosti proti korózii a spracovateľnosti, čo z nich robí štandardný materiál pre širokú škálu aplikácií. Zliatina INCONEL 600 je jedným z takýchto zázračných výrobkov a je obľúbenou voľbou.

Zo všetkých rôznych zliatin, ktoré tu nosíme, je HTpipe jedným z najbežnejšie používaných a najuniverzálnejších produktov zliatina INCONEL 600. A tiež z dobrého dôvodu. Kombinácia vysokého obsahu niklu, chrómu a železa znamená, že vykazuje vynikajúcu odolnosť proti korózii v rôznych prostrediach, má dobrú rázovú húževnatosť a je možné ho opracovať a zvárať štandardnými metódami.

Zliatina INCONEL 600 je veľmi všestranný materiál. Od svojho uvedenia v 30. rokoch sa ukázalo, že je populárnou voľbou pre rôzne priemyselné odvetvia vrátane chemického spracovania, letectva a jadra. Je to spôsobené jeho vysokoteplotnou pevnosťou a odolnosťou voči všetkým korozívnym prostrediam.

Odolnosť proti korózii

Jedným z dôvodov, prečo je zliatina INCONEL 600 štandardným materiálom v rôznych priemyselných odvetviach, je vynikajúca odolnosť proti korózii. Zahrnutie chrómu (približne 14-17%) do zloženia zliatiny mu dáva vynikajúcu odolnosť voči oxidačným podmienkam pri vysokých teplotách aj v korozívnych roztokoch. Chróm tiež dodáva materiálu odolnosť voči zlúčeninám síry. Materiál má veľmi vysoký obsah niklu, čo prispieva k jeho odolnosti v redukčnom prostredí, ako aj voči zásaditým roztokom.

Vysoký obsah niklu má pre túto konkrétnu zliatinu ešte jednu veľmi významnú výhodu. Spoločným problémom austenitických chrómniklových nehrdzavejúcich ocelí je, že zlyhávajú okrem iného aj v dôsledku korózneho praskania namáhaním. Medzi tieto faktory patrí stres, voda a rozpustený kyslík.

Keď sa zvýši obsah niklu v austenitických zliatinách, táto tendencia klesá. Pretože INCONEL Alloy 600 má minimálne 72% obsahu niklu, je takmer úplne imúnny voči tomuto koróznemu praskaniu chloridovým iónom. Stále existujú podmienky, ktoré môžu spôsobiť praskanie koróznym pôsobením napätia, ako napríklad za prítomnosti vysokej teploty, vysokopevnostných lúhovitých alkálií, ale v boji proti tomu môže pomôcť správne ošetrenie uvoľňujúce stres pred použitím.

V situáciách, keď je ortuť prítomná pri vyšších teplotách, môže stále dochádzať k praskaniu koróziou proti stresu, ale opäť existujú riešenia tohto problému, ktoré zahŕňajú správne postupy na zmiernenie stresu. To je dôvod, prečo je pre dizajnérov, ktorí vyberajú materiál pre priemyselný projekt, také dôležité vedieť, akým vonkajším prvkom a akým teplotám bude zliatina vystavená, aby bolo zaručené, že bude správne ošetrená pre zamýšľané konečné použitie.

Mechanické vlastnosti

Okrem odolnosti proti korózii a iných chemických vlastností má zliatina INCONEL 600 dobrú škálu mechanických vlastností. Je možné získať širokú škálu pevnosti, tvrdosti a húževnatosti v závislosti od spôsobu spracovania materiálu.

Napríklad v žíhanom stave má zliatina INCONEL 600 strednú medzu klzu 25 - 50 ksi (172 - 345 MPa) a predĺženie 55 až 35%. Poznanie presnej špecifikácie výťažnosti je dôležitým faktorom pri výbere materiálu na priemyselné použitie. Skutočná vlastnosť medze klzu závisí od spracovania, formy a stavu zliatiny, takže tieto hodnoty sú iba sprievodcom typickými špecifikáciami, ktoré sú k dispozícii. Ak je však zliatina silne tvárnená za studena, jej vlastnosti môžu byť podstatne vyššie. Medza klzu zliatiny INCONEL 600 vo forme drôtu (priemer 1,6 - 6,4 mm), ktorá prešla ťahaním za studena a temperovaním pružinou, môže vykazovať medzu klzu 150 - 210 ksi (1035 - 1450 MPa).

Ďalšou kľúčovou mechanickou charakteristikou je pevnosť materiálu v ťahu, čo je maximálne napätie, ktoré môže materiál vydržať pri rozťahovaní pred rozbitím. Nominálna pevnosť v ťahu pri izbovej teplote sa pohybuje od 75 do 170 ksi (520 až 1170 MPa), opäť to však závisí od formy a stavu použitého materiálu. Za rovnakých podmienok za studena a vo forme drôtu, ako je uvedené vyššie, môže pevnosť v ťahu dosiahnuť 170-220 ksi (1170-1520 MPa). Pre čo najvyššie možné hodnoty pevnosti je potrebné opracovanie za studena. To sa zvyčajne kombinuje aj s tepelným spracovaním - čomu sa podrobnejšie venujeme ďalej.

Aj keď je zliatina INCONEL 600 známa pre svoje vysokoteplotné aplikácie a konečné použitie, je dôležité poznať aj vplyv chladnejších podmienok. Napríklad vlastnosti v ťahu tyče ťahanej za studena pri kryogénnych teplotách ukazujú zníženie o 20%. Nie všetky mechanické vlastnosti sú ovplyvnené chladnejším prostredím. Zliatina INCONEL 600 má dobrú rázovú pevnosť pri izbovej teplote, ale zachováva si prakticky celú túto pevnosť aj pri nižších teplotách. V testoch nie je žiadny ťažko krehký prechod so znižujúcou sa teplotou.

Únavová sila je ďalšou kľúčovou mechanickou vlastnosťou, ktorú treba brať do úvahy. Toto je maximálna záťaž, ktorú môže materiál vydržať pri opakovanom zaťažení. Pokročilé testovanie zdôrazňuje, ktoré premenné majú najväčší vplyv na únavovú pevnosť zliatiny INCONEL 600. Rozdielne hodnoty obsahu uhlíka a rôzne množstvá práce za tepla / za studena nemajú napríklad zjavný vplyv na správanie pri cyklickom namáhaní. Veľkosť zrna a mechanické vlastnosti majú vplyv na únavovú pevnosť vysokorýchlostného rotujúceho lúča, ale majú malý vplyv na nízkocyklovú únavovú pevnosť.

Vzhľadom na vysokoteplotné kritické funkcie, na ktoré sa používa zliatina INCONEL 600, je jej creepová hodnota ďalším kľúčovým mechanickým faktorom. Creep je pomalá a postupná deformácia objektu v priebehu času. Dôkladné mechanické testy ukazujú, že materiál po dlhom vystavení vysokým teplotám nedráždi. To pomáha jeho vhodnosti pre širokú škálu priemyselných použití a aplikácií.

Priemyselné aplikácie

Vzhľadom na to, aká univerzálna je táto zliatina, je zliatina INCONEL 600 vhodná na rôzne aplikácie, najmä na oblasti, kde sú teploty výrazne zvýšené. Patria sem napríklad pece a polia na tepelné spracovanie retort, boxov, muflí, drôtených pásov, valcových ohnísk. Zliatina si v týchto situáciách vedie dobre vďaka svojej vyššie spomínanej odolnosti proti oxidácii a voči prvkom prítomným v atmosfére pece.

Zliatina sa bežne používa v nitridačných nádobách. Nitridácia je povrchové vytvrdzovanie, ktoré sa aplikuje na oceľ a ktorá pracuje tak, že rozpúšťa dusík na povrch kovu bez rizika deformácie. Používa sa od začiatku 20. storočia, keď hutník Adolph Machlet objavil tento proces náhodou v roku 1906. Zliatina INCONEL 600 je užitočná ako súčasť ochranného systému, pretože je odolná voči dusíku pri vysokých teplotách.

Ďalším priemyselným odvetvím, kde je integrita a výkon prvoradý, je jadrové pole, kde sa použité materiály vystavujú extrémnym podmienkam zahŕňajúcim teplo, korozívne chemikálie a vysoký tlak. Táto technicky vyspelá zliatina sa stala štandardným konštrukčným materiálom, najmä vo vodných systémoch reaktorov. Je to vďaka jeho odolnosti proti korózii spôsobenej vodou s vysokou čistotou a bez akýchkoľvek známok praskania pri korózii pôsobením chloridových iónov. Keď sa zliatina INCONEL 600 vyrába pre použitie v jadrovom priemysle, musí sa vyrábať podľa neuveriteľne náročných špecifikácií a má vlastné označenie INCONEL zliatina 600T.

Taktiež sa dobre používa v chemickom priemysle, napríklad na bublinkové veže, výparníkové trubice, ohrievače, pláty rúrok, destilačné prístroje, katódové trubice a ďalšie. Vďaka svojej dobrej odolnosti proti korózii je vhodný na odlupovanie podnosov na výrobu sulfidu sodného, ​​ako aj zariadení na manipuláciu s kyselinou abietovou pri výrobe papierovej buničiny.

Nakoniec ho možno použiť v elektronickom priemysle pre komponenty ako pavúky katódových rúrok, tyratrónové mriežky, podporné prvky trubíc a pružiny.

Tepelné spracovanie zliatiny

Zliatinu INCONEL 600 je možné vyrobiť za tepla aj za studena. Zatiaľ čo práca za studena tvrdne a spevňuje materiál, kombináciou práce za studena s prácou za tepla je možné dosiahnuť rôzne mechanické vlastnosti.

Typ použitého tepelného spracovania závisí od toho, aký konečný výsledok je potrebný. Napríklad žíhaním pri asi 1010 ° C po dobu 15 minút sa získa mäkký materiál s jemnozrnnou štruktúrou, ktorý sa často uprednostňuje, pretože poskytuje lepšiu odolnosť proti korózii a vyššiu pevnosť v ťahu, únavu a náraz. Pre maximálnu odolnosť proti tečeniu a roztrhnutiu sa však najlepšie upravuje pri teplote 1090 ° C - 1150 ° C po dobu jednej až dvoch hodín, čo rozpúšťa karbidy a poskytuje zvýšenú veľkosť zrna.

Toto je len ďalší dôkaz všestrannosti tejto zliatiny, ktorý ukazuje, že ju možno pomocou odborného spracovania upraviť tak, aby vyhovovala potrebám tak širokej škály priemyselných aplikácií.